CN221195837U - 一种机床中旋转轴制动结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种机床中旋转轴制动结构，包括设置在箱体内能做旋转运动的旋转轴；在箱体上设置动制动片，在转轴上设置静制动片，通过设置在箱体上的环形活塞驱动静制动片或静制动片和动制动片变形以实现制动，从而避免动制动片磨损活塞，同时能够提供两种制动形式，当静制动片和动制动片贴合而动制动片于箱体之间制动间隙存在时，能够使转轴具有阻尼避免震动，当动制动片和静制动片被环形活塞和箱体夹持时能够阻止转轴旋转，提高定位精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及机床领域，尤其涉及机床中B轴或C轴等旋转轴的制动结构。
背景技术
机床中具有较多旋转轴，以六轴机床为例除包括X、Y、Z方向的平移轴还包括A、B、C的旋转轴，其中A轴是机床的第一个旋转轴，用于控制工件在水平方向上的旋转，通常是工件的纵向旋转。B轴是机床的第二个旋转轴，用于使工件在平面内(通常是工作台面)进行旋转。C轴是机床的第三个旋转轴，通常用于控制工件在垂直方向上的旋转。在这些旋转轴中一般都需要配置制动装置，以使旋转轴停止后处于锁死状态，避免旋转轴在外力作用下旋转而影响机床定位精度。
传统的旋转轴制动机构如公开号为CN 113915254 A的中国专利文献公开的一种分度盘刹车制动结构，通过活塞将动刹车片夹持在固刹块上实现制动，这种结构一般仅能够实现锁死，且动刹车片与活塞直接接触容易对活塞造成损坏。
实用新型内容
为了能够提供一种既能够实现锁死又能够为旋转轴提供阻尼，且对活塞损伤小的制动结构，本实用新型所采用的技术方案是：
一种机床中旋转轴制动结构，包括设置在箱体内能做旋转运动的旋转轴；
在所述的旋转轴上设置有能随旋转轴旋转的环形动制动片，在所述的箱体上设置有环形静制动片，所述的静制动片与动制动片之间以及动制动片与箱体之间在旋转轴轴向上具有制动间隙；
所述的静制动片和动制动片均能够弹性变形；
在所述的箱体上设置有环形活塞，所述的环形活塞能驱使静制动片弹性变形或能驱使静制动片和动制动片弹性变形以消除制动间隙；
在所述的箱体上设置有能驱使静制动片与动制动片脱离并恢复初始状态的弹性复位装置；
在所述的箱体上设置有出口相对动制动片用于输送润滑剂的润滑通道，在所述的动制动片上设置有能供润滑剂通过进入静制动片和动制动片之间的润滑孔。
进一步的，所述的动制动片内圈固定在旋转轴上；所述的静制动片内圈或外圈固定为箱体上。
进一步的，当所述静制动片和动制动片之间制动间隙消除而动制动片和箱体之间制动间隙存在时润滑通道为动制动片提供润滑剂；而当所述的静制动片和动制动片以及动制动片和箱体之间的制动间隙均消除时润滑通道不再提供润滑剂。
进一步的，弹性复位装置为压簧且在箱体上沿动制动片周向设置有一组。
进一步的，所述的制动间隙在0.4毫米以下。
进一步的，所述的润滑剂为雾化润滑剂。
由于在箱体内设置有静制动片和动制动片，静制动片和动制动片之间以及动制动片和箱体之间均设置有制动间隙，且活塞通过驱动静制动片与动制动片贴合实现制动，避免了动制动片对活塞的损伤；
另外通过控制活塞的压力大小能够选择性消除不同的制动间隙，当仅消除动制动片和静制动片之间的间隙时旋转轴依然能够进行旋转，此时相当于给旋转轴提供了阻尼进而能够减小旋转轴的震动，使加工具有更高的精度，而为了避免静制动片和动制动片之间摩擦力过大造成的磨损和发热情况，还配置有进行润滑的润滑通道；当进一步增加活塞推力时能够消除所有制动间隙，从而通过活塞和箱体将静制动片和动制动片夹持实现锁死，确保旋转轴不会被外力驱动而旋转，提高定位精度。
附图说明
图1为制动结构轴侧剖视图；
图2为局部剖视图；
图3为图2中I处放大视图；
图4为动制动片结构示意图；
图5为对旋转轴提供阻尼时的状态示意图；
图6为对旋转轴锁死时的状态示意图。
具体实施方式
为了能够更好的理解本实用新型构思，下面结合附图和具体实施例对技术方案做进一步详细说明。
如图1所示的制动结构包括箱体1和旋转轴2，箱体1为安装旋转轴2的载体，如机床中的床身、尾座、主轴箱等，旋转轴2可以为机床中的A轴、B轴或C轴，旋转轴2在箱体1中能够进行旋转运动。
在旋转轴2上设置有动制动片3，在箱体1上设置有静制动片4，如图2所示动制动片3和静制动片4均呈环形，均置于旋转轴2外圈，如图2所示动制动片3内圈3a固定在旋转轴2上能随旋转轴2旋转，本实施例中静制动片4的外圈4a固定在箱体1上保持绝对静止(当然也可采用固定静制动片内圈的形式将静制动片固定到箱体上)，如图3所示在静制动片4和动制动片3之间设置有制动间隙5a，在动制动片3和箱体1之也设置有制动间隙5b。
为了能消除制动间隙5a、5b对旋转轴2实现制动，如图1和图2所示在箱体1上还设置有环形活塞6，环形活塞6设置在静制动片4远离动制动片3一侧，为使环形活塞6工作，在箱体1上设置有液压通道6a，通过向液压通道6a内注入液压油后驱动环形活塞6向静制动片4一侧移动，进而推动静制动片4弹性变形。
由于静制动片4外圈与箱体1固定连接在一起，因此当环形活塞6推动静制动片4时，环形活塞6与静制动片4接触部位因尽量远离静制动片4固定位置(以本实施例为例即远离静制动片外圈)，从而驱使静制动片4靠内圈部位产生弹性变形向动制动片3靠拢以消除静制动片4和动制动片3之间的制动间隙5a，为了能使静制动片4恢复初始状态，在箱体1上还设置有弹性复位装置8，以该实施例为例采用压簧实现为静制动片4的复位，压簧位于静制动片4远离环形活塞6一侧，当液压通道6a不再为环形活塞6加压时，压簧推动静制动片4回弹同时将环形活塞6一同推回初始位置，为了确保静制动片4恢复初始状态时周向受力平衡，压簧沿静制动片4周向均布有一组。
由于为环形活塞6提供的压力不同会导致静制动片4的变形量不同，因此会形成两种不同的制动效果：
第一种如图5所示环形活塞6驱使静制动片4变形，从而消除了静制动片4和动制动片3之间的制动间隙5a，而由于环形活塞6推力不够不能驱使动制动片3也弹性变形，使得动制动片3与箱体1之间的制动间隙依然存在，此时旋转轴2还能够进行旋转，而静制动片4和动制动片3之间形成摩擦，使旋转轴2转动时候具有一定阻尼，这样能够避免旋转轴的震动提高加工精度，而由于这种情况下静制动片4和动制动片3之间会产生滑动摩擦，为避免磨损过快和发热对旋转轴的影响，如图1所示在箱体1上设置有润滑通道7，润滑通道7能够为静制动片4和动制动片3提供润滑剂，一方面减少静制动片4和动制动片3的磨损，另一方面起到冷却作用，具体的如图4所示在动制动片3周向设置有若干润滑孔3-1，润滑通道7出口正对动制动片3上润滑孔部位，润滑剂喷出后通过润滑孔3-1能够进入到静制动片4和动制动片3之间从而为静制动片4和动制动片3相互运动时提供润滑和降温，该润滑剂最好采用雾化形式向动制动片上喷洒以提高润滑和降温效果。
第二种如图6所示环形活塞6的推力足够大时使静制动片4弹性变形后又能驱使动制动片3发生弹性变形，从而消除静制动片4和动制动片3之间的制动间隙5a以及动制动片3和箱体1之间的制动间隙5b，此时相当于环形活塞6和箱体1共同作用下将静制动片4和动制动片3进行夹持，对旋转轴2形成锁死，从而避免旋转轴2在外力作用下转动，提高定位精度，因此在这种状态下不会产生相互摩擦，不需要提供润滑剂，以确保锁死更加牢固。
可以看出在实施制动时，无论上述哪种制动方式都需要通过驱使静制动片4和动制动片3产生弹性变形来消除制动间隙，因此静制动片4和动制动片3需要采用具有较高弹性的材料制成，且厚度不宜过厚避免无法变形，也不宜过薄以免在相互摩擦时磨损掉，一般采用高硬度耐磨型合金钢材质,如65Mn、55Si2Mn、60Si2Mn等，材料厚度1-4mm。而且制动间隙也需要限制，制动间隙过大意味着消除制动间隙时需要的弹性变形量大，而弹性变形量过大时会造成静制动片4或动制动片3发生塑性变形或者开裂等现象，应此需要将制动间隙控制在0.4mm以内。
由于需要通过环形活塞驱使静制动片4变形，而静制动片4的固定位置处于内圈或者外圈，为了更容易驱使其变形，需要使环形活塞6与静制动片4接触部位尽量远离静制动片4固定部位，而且为了避免弹性复位装置8干涉动制动片3的转动，弹性复位装置8处于动制动片3外圈。为了能够达到需要的制动效果，静制动片4和动制动片3重合部位面积应大于动制动片的5％。
Claims (6)
1.一种机床中旋转轴制动结构，包括设置在箱体内能做旋转运动的旋转轴；
在所述的旋转轴上设置有能随旋转轴旋转的环形动制动片，在所述的箱体上设置有环形静制动片，所述的静制动片与动制动片之间以及动制动片与箱体之间在旋转轴轴向上具有制动间隙；
其特征在于：
所述的静制动片和动制动片均能够弹性变形；
在所述的箱体上设置有环形活塞，所述的环形活塞能驱使静制动片弹性变形或能驱使静制动片和动制动片弹性变形以消除制动间隙；
在所述的箱体上设置有能驱使静制动片与动制动片脱离并恢复初始状态的弹性复位装置；
在所述的箱体上设置有出口相对动制动片用于输送润滑剂的润滑通道，在所述的动制动片上设置有能供润滑剂通过进入静制动片和动制动片之间的润滑孔。
2.根据权利要求1所述的一种机床中旋转轴制动结构，其特征在于：所述的动制动片内圈固定在旋转轴上；所述的静制动片内圈或外圈固定为箱体上。
3.根据权利要求1所述的一种机床中旋转轴制动结构，其特征在于：当所述静制动片和动制动片之间制动间隙消除而动制动片和箱体之间制动间隙存在时润滑通道为动制动片提供润滑剂；
而当所述的静制动片和动制动片以及动制动片和箱体之间的制动间隙均消除时润滑通道不再提供润滑剂。
4.根据权利要求1所述的一种机床中旋转轴制动结构，其特征在于：弹性复位装置为压簧且在箱体上沿动制动片周向设置有一组。
5.根据权利要求1所述的一种机床中旋转轴制动结构，其特征在于：所述的制动间隙在0.4毫米以下。
6.根据权利要求1所述的一种机床中旋转轴制动结构，其特征在于：所述的润滑剂为雾化润滑剂。
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